Системы предварительного напряжения

В предыдущих статьях уже упоминались два типа систем преднапряжения: со сцеплением с бетоном и без сцепления с бетоном. Каждая из систем имеет свои достоинства и недостатки, которые определяют диапазон эффективного применения этой системы.

В этой статье более подробно рассмотрим их конструкции, а также разберем плюсы и минусы использования каждой из систем.

Система без сцепления с бетоном

Данная система подразумевает отсутствие сцепления напрягаемой арматуры с бетоном в течение всего срока эксплуатации. Каждый канат имеет индивидуальную пластиковую оболочку со смазкой. Данная схема преднапряжения получила название «моностренд».

Передача усилий от каната в оболочке осуществляется за счет установки на концах каната анкерных устройств. За счет наличия смазочного состава достигается минимальный коэффициент трения каната о стенки оболочки и, соответственно, минимальные потери от трения. Надежная защита от коррозии на протяжении всего срока эксплуатации конструкции обеспечивается наличием смазки и пластиковой оболочки. Система имеет минимальные габариты и может быть использована для тонких конструкций. Максимальный диаметр каната в оболочке (для диаметра 15,7мм) составляет всего 20мм по внешнему диаметру оболочки.

Минимальные габариты системы без сцепления позволяют обеспечить максимальные эксцентриситеты напрягаемой арматуры в бетоне и, следовательно, максимальную величину отпора.

В системе без сцепления натяжение каждого каната производится отдельно. Для натяжения используется легкое оборудование: домкрат имеет вес менее 20 кг.

Процесс монтажа канатной арматуры состоит всего из двух операций: монтаж канатов в оболочке и анкеров в проектное положение и натяжение канатов.

Система преднапряжения без сцепления напрягаемой арматуры с бетоном целесообразно применять:

- в относительно тонких конструкциях: плитах перекрытий, силовых полах по грунту;

- при необходимости снижения потерь от трения;

- из-за конструктивных особенностей, когда невозможно установить каналообразователь или анкеры (например, при пересечении каналообразователем колонн с интенсивным армированием).

Система со сцеплением с бетоном.

Система преднапряжения со сцеплением напрягаемой арматуры с бетоном (восстановленным сцеплением) состоит из следующих основных компонентов:

- пучков из нескольких канатов К7;

- анкеров;

- каналообразователей.

Количество канатов в пучке варьируется от 3 до 55 единиц, но обычно используются пучки с 5-32 канатами. Канаты в пучке называются прядями (англ. strand).

По форме каналообразователя система разделяется на круглую и плоскую.

Технология монтажа системы предварительного напряжения со сцеплением с бетоном состоит из следующих технологических процессов:

1. Монтаж каналообразователей и анкеров, герметизация стыков каналообразователей.

2. «Набивка» или протяжка напрягаемой арматуры в каналообразователи.

3. Натяжение канатной арматуры после набора бетоном достаточной передаточной прочности.

4. Инъектирование каналообразователей.

Как показывает практика, нецелесообразно применение каналов менее чем с четырьмя канатами из-за большого количества операций и вспомогательных элементов. В отличие от системы преднапряжения без сцепления арматуры с бетоном, в системе со сцеплением (кроме плоской пятипрядевой системы) натягиваются не отдельные канаты, а пучки канатов. В гражданском строительстве целесообразно применять пучки из 5-12 канатов, так как при большем количестве прядей за счет роста диаметра каналообразователя существенно уменьшается эксцентриситет системы в бетоне, в особенности в точках пересечения канатов в надколонных зонах.

В плоской системе объединены преимущества работы напрягаемой арматуры со сцеплением и без сцепления. Канаты натягиваются отдельно, что позволяет использовать легкое оборудование для натяжения. Габарит системы по высоте практически такое же, как у монострендов, поэтому плоская пятипрядевая система может использоваться в тонких перекрытиях и полах по грунту.

Сравнение систем